Агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках Калмыкии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках Калмыкии

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

горчица сарептская урожай

Актуальность исследований. Горчица - ценная масличная культура, дающая удовлетворительные урожаи в условиях засушливого климата. Вследствие этого она возделывается в основном в засушливых районах Волгоградской, Саратовской, Ростовской, Новосибирской, Омской областях, а также в Республике Калмыкия. Средняя урожайность семян в этих регионах от 0,2 до 0,55 т/га. Общая площадь посева горчицы в стране до 1990 года составляла около 270 тыс. га. К 1996 г. посевные площади резко сократились, а урожай значительно снизился вследствие засухи, особенно в 1995-1996 гг. В настоящее время в Республике Калмыкия горчица возделывается на площади около 5 тыс. га при средней урожайности 0,81 т/га.

Рациональное чередование риса с многолетними и однолетними сопутствующими культурами позволяет более эффективно использовать ирригационные земли и оросительную воду и ускоряет окультуривание периодически затопляемых почв рисовых полей. Рисовое поле до посева сопутствующих культур в течении 2-3 лет затапливается слоем воды, которая резко меняет направление микробиологических и химических процессов, связанных с разложением органического вещества. В почве затопляемых старопахотных полей вследствие слабого притока кислорода, гумификация органического вещества происходит замедленными темпами и менее полно. Включение в рисовые севообороты агромелиоративного поля сопутствующих культур обеспечивает восстановление биохимических процессов. Однако при этом важно учитывать необходимость внедрения в рисовые севообороты культур и технологий их возделывания, которые способны обеспечить рентабельное производство и формировать высокие урожаи без полива, максимально продуктивно использовать остаточные после уборки риса запасы почвенной влаги и обладать при этом фитомелиоративными свойствами. К таким культурам относится горчица. Включение горчицы сарептской как сопутствующей культуры в звено рисового севооборота благоприятно скажется на продуктивности основной культуры риса, позволит повысить культуру земледелия и увеличить урожайность других культур.

В перспективе для решения проблемы биологизации земледелия эта ценная культура должна занимать в структуре посевов масличных культур Калмыкии не менее 7-9%. В связи с этим вопросы совершенствования технологии возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках весьма актуальны, имеют не только теоретическое, но и большое практическое значение.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 г.).

Целью исследования является совершенствование технологии возделывания горчицы сарептской за счет обоснования технологических элементов управления продукционным процессом при выращивании в рисовых севооборотах, обеспечивающих рациональное использование остаточной после риса влаги и формирование семян до 2,0 т/га.

Для выполнения программы исследований было предусмотрено решение следующих задач:

· установить оптимальные сроки посева семян горчицы;

· изучить нормы посева семян горчицы и обосновать дозы внесения минеральных удобрений при возделывании горчицы в рисовых чеках;

· установить закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы посевами горчицы в разные по условиям увлажнения годы;

· дать комплексную оценку основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение планируемых урожаев семян горчицы 1,0-2,0 т/га;

· провести экономическую оценку возделывания горчицы в рисовых чеках по показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов.

Объект исследований - посевы горчицы сарептской в рисовых чеках.

Предмет исследований - элементы технологии возделывания и водопотребления горчицы сарептской в рисовых чеках.

Научная новизна. Впервые для почвенно-климатических условий полупустынной зоны Республики Калмыкия усовершенствованы основные элементы технологии возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках с использованием остаточной после уборки риса влаги, установлены оптимальные сроки посева семян горчицы. С учетом удельной ресурсной потребности возделывания горчицы определен рациональный уровень продуктивности горчицы сорта «Ракета». Установлены закономерности продукционного процесса горчицы сарептской (рост, развитие и формирование урожайности семян) в зависимости от сроков посева, нормы высева семян и уровня минерального питания, закономерности изменения влажности активного слоя почвы при возделывании горчицы в рисовых чеках и определены рациональные уровни затрат водных ресурсов и минеральных удобрений на формирование планируемого урожая семян горчицы на уровне 2,0 т/га.

Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках как сопутствующей культуры севооборота. Автор непосредственно участвовал в организации и проведении исследований, внедрении ее результатов в трех хозяйствах Октябрьского района Республики Калмыкия. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 80%.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретический вклад работы в развитие сельскохозяйственной науки заключается в определении закономерностей роста и развития горчицы в зависимости от сроков посева, нормы высева семян при разных уровнях минерального питания, установлении закономерностей суммарного испарения воды посевами горчицы сарептской и формировании водного режима почвы, построении математических взаимосвязей критериев эффективности и основных элементов технологических приемов возделывания горчицы в рисовых чеках, экономически обоснованы технологические приемы возделывания горчицы в рисовых чеках по показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов. Разработаны рекомендации по технологии возделывания горчицы сарептской на семена с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона, которые могут быть использованы как проектными организациями, так и сельскохозяйственными предприятиями разных форм собственности.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию горчицы сарептской на семена в рисовых чеках в ГУП «Восток» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 80 га подтвердила возможность получения семян горчицы 1,50-1,61 т/га, в ГУП «50 лет Октября» на площади 50 га урожайность семян горчицы составила 1,54-1,72 т/га, в ОАО «Калмыцкий» на площади 100 га урожайность семян горчицы 1,48-1,63 т/га.

Основные положения, выносимые на защиту:

· закономерности роста, развития и формирования семян горчицы в зависимости от срока посева, нормы высева семян и доз внесения минеральных удобрений;

· закономерности формирования водного режима активного слоя почвы и водопотребления горчицы при возделывании в рисовых чеках;

· комплексная оценка основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение до 2,0 т/га семян горчицы в рисовых чеках.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных с применением стандартных методик, применением общепринятых методов и результатами производственной проверки.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались ежегодно на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА, международных научно-практических конференциях «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, 2009-2010 г.), «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (Волгоград, 2008 г.), «Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2009 г.), «Новые направления в решение проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (Волгоград: ВГСХА, 2010 г.), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование» (Горки: БелГСХА, 2010 г.), «Инновационные технологии в мелиорации и сельскохозяйственном использовании мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2010 г.), «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки, посвященной 85-летию со дня рождения чл.-корр. РАСХН, д.в.н. М.М.Джамбулатова» (Махачкала: ДГСХА, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объемы работ. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 250 страницах компьютерного текста, в том числе основного текста 130 страниц, 38 таблиц, 55 рисунков, 44 приложения. Список литературы включает 145 наименования, в т.ч. 7 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, определен предмет и цель исследований, отмечена теоретическая и практическая значимость работы, результаты производственной проверки, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Возделывание горчицы в Нижнем Поволжье» (состояние вопроса) на основе использования литературных источников проанализированы проблемы и намечены перспективные пути повышения эффективности возделывания горчицы в условиях засушливого климата юга России. Для условий Сарпинской низменности Республики Калмыкии вопрос о подборе, размещении и агромелиоративной эффективности возделывания сопутствующих культур в рисовом севообороте является малоизученным.

Анализ результатов исследований, проведенных с сопутствующими культурами рисового севооборота М.Н. Багровым, Л.Т. Яковлевой, В.В. Бородычевым, С.Б., Адьяевым, А.Б. Хаваевым, Э.Б.Дедовой, Г.Н. Кониевой, Т.В. Репенко, Т.В. Подольской, Е.А. Дубиной и другими показал, что по совокупности технико-экономических и организационно-хозяйственных показателей одним из основных предшественников риса должна быть горчица. Поэтому приоритетным направлением увеличения производства семян горчицы в Республике Калмыкия может стать расширение площадей ее возделывания в сопутствующей рису культуре. Результаты исследований Г.С. Посыпанова, И.П. Кружилина, Н.Н. Дубенка, Л.П.Шевцовой, Г.А.Медведева, В.И.Буянкина, А.Ф.Иванова, А.В. Каленюк, А.И. Марухненко, Н.Г.Власенко, З.Ж. Кандроковой, В.Г. Картамышева, Н.В. Малышева, В.А.Хомутова, М.М. Оконова, Л.В. Рудневой, Г.Г. Черепанова, Э.Б. Дедовой, Г.Н. Кониевой, С.Б. Адьяева, В.М.Лукомца, Н.И.Бочкарева, Е.А.Иванцовой, В.М.Кононова, В.Г. Кубракова и других показали на необходимость расширения программы работ для комплексной оценки влияния сроков посева, нормы высева семян и уровня минерального питания на показатели роста, развития и формирования урожая семян горчицы. Необходимо оценить влияние остаточных после уборки риса запасов влаги на водопотребление горчицы в рисовых чеках в тесной взаимосвязи с изучаемыми элементами агротехники. Все это позволит обосновать агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в современных условиях и предложить хозяйствам разных форм собственности рекомендации по возделыванию горчицы как сопутствующей культуры рисовых севооборотов.

Во второй главе «Программа и методика исследований» изложены схема, условия и методика полевых опытов, которые реализованы в 2007-2009 гг. на базе опытно-производственного хозяйства «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия.

В соответствии с программой исследований полевой эксперимент предусматривает изучение сроков посева (фактор А), норм высева (фактор В) и условий минерального питания (фактор С) на динамику роста, развития и формирования урожая семян горчицы сарептской сорта «Ракета».

Изучение разных сроков посева семян горчицы сарептской (фактор А) включало 2 варианта и проводилось по следующей схеме: вариант А1 - посев по мерзлоталой почве; вариант А2 - ранневесенний посев.

Схема опыта по изучению норм высева семян горчицы сарептской (фактор В) включает варианты: вариант В1 - норма высева семян 1,7 млн. шт. сем./га; вариант В2 - норма высева семян 2,4 млн. шт. сем./га; вариант В3 - норма высева семян 3,1 млн. шт. сем./га. Схемой опыта по уровню минерального питания (фактор С) были предусмотрены три варианта: вариант С1 - внесение N₃₀Р₂₀ для формирования планируемой урожайности 1,0 т/га; вариант С2 - внесение N₇₀Р₅₀ для формирования планируемой урожайности 1,5 т/га; вариант С3 - внесение N₁₁₀Р₈₀ для формирования планируемой урожайности 2,0 т/га.

Для исключения влияния почвенных разностей опыты закладывались в четырехкратной повторности. Общая площадь опытного участка 4 га. По площади земельного участка опыт заложен методом организованных повторений. В пределах организованного повторения делянки располагались рендомизированно. Площадь учетных делянок по вариантам опыта 432 м², площадь повторности 1 га.

По результатам гранулометрического анализа образцов почвы опытного участка видно, что почва в слое 0-0,3 м среднесуглинистая, плотность сложения почвы в пахотном горизонте находится на уровне 1,26-1,31 т/м³, наименьшая влагоемкость почвы в слое 0,8 м - 24,7% от массы сухой почвы.

По количеству атмосферных осадков, выпавших за вегетационный период горчицы, 2007 год характеризуется как засушливый (46,1 мм), 2008 год - средневлажный (108,95 мм), 2009 год - среднезасушливый (76,45 мм).

Организацию полевых исследований, наблюдения, биологические измерения и лабораторные анализы проводили в соответствии с методикой полевого опыта (Б.А.Доспехов, 1985 г.), методикой планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов (С.В.Мельников, 1980 г.), методикой Госсортсети (1971 г.), методикой ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса (1972 г.) опыты сопровождались фенологическими и метеорологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением основных показателей фотосинтетической деятельности и урожайности. Гранулометрический состав почвы определяли по методике Н.А.Качинского (1970 г.), плотность сложения - методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость - методом заливаемых площадок, содержание питательных веществ в почве - стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ 26951-86). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75). Для оценки подпитывания активного слоя почвы влагой из грунтовых вод, с учетом корневой системы горчицы по расчетному методу Н.В.Данильченко (1999 г.).

В третьей главе «Рост, развитие и продуктивность горчицы в рисовых чеках» приведены результаты исследований по изучению роста, развития и формирования урожая семян горчицы при возделывании ее в чеках после уборки риса с использованием остаточных запасов влаги, зависимости урожая семян горчицы от сроков посева, уровня минерального питания и нормы высева семян.

Исследованиями доказано влияние уровня минерального питания и густоты посева горчицы при возделывании в рисовых чеках на продолжительность межфазных периодов роста и развития. Влияние удобрений на динамику развития растений наблюдается уже в период «всходы - розетка». В зависимости от сроков проведения посева, продолжительность периода изменялась от 17 до 19 суток, а периодов «розетка - бутонизация» - от 8 до 11 суток, «бутонизация - цветение» - от 13 до 14 суток, «цветение - зеленый стручок» - от 21 до 23 суток, «зеленый стручок - созревание» - от 20 до 23 суток (табл. 1).

При посеве по мерзлоталой почве с увеличением нормы высева семян при внесении N₃₀Р_20, продолжительность вегетационного периода изменялась от 104 до 105 суток, с увеличением уровня минерального питания до N₇₀Р₅₀ она увеличивалась до 108 суток. При внесении максимальной в опыте дозы удобрений N₁₁₀Р₈₀ продолжительность вегетационного периода составляла 105-108 суток. При ранневесеннем посеве при внесении N₃₀Р₂₀ с увеличением нормы высева, продолжительность вегетационного периода составляла 90-91 суток, при внесении N₇₀Р₅₀ - 92-95 суток, N₁₁₀Р₈₀ - 89-95 суток.

Формирование оптимальной плотности агроценоза определяет продуктивность горчицы. Сохранность и количество растений на момент уборки горчицы находились в тесной зависимости от принятой нормы высева и уровня минерального питания. Сохранность растений по вариантам опыта изменялась от 64,6 до 83,2 %. Максимальная сохранность растений горчицы отмечена на участках с внесением минеральных удобрений дозой N₁₁₀Р₈₀ при норме высева 2,4 млн. шт. сем./га.

При посеве по мерзлоталой почве густота стояния растений к моменту уборки в среднем изменялась при внесении минеральных удобрений дозой N₃₀Р₂₀ от 70,0 до 75,6 шт./м², на варианте N₇₀Р₅₀ от 73,4 до 79,4 шт./м², на варианте N₁₁₀Р₈₀ от 72,2 до 83,2 шт./м².

При ранневесеннем посеве эти показатели сложились следующим образом: при внесении минеральных удобрений дозой N₃₀Р₂₀ от 64,6 до 70,2 шт./м², на варианте N₇₀Р₅₀ от 67,3 до 73,5 шт./м², на варианте N₁₁₀Р₈₀ от 66,1 до 74,2 шт./м².

Наблюдения за засоренностью посевов показали, что общая численность сорных растений (просянка, клубнекамыш и др.) после возделывания горчицы уменьшается на 27-31 шт/м² по сравнению с исходными данными (после риса). За счет внесения минеральных удобрений всходы сорных растений угнетаются опережающим ростом и развитием горчицы и к моменту уборки посевы практически свободны от примеси сорных растений.

В формировании урожая горчицы решающая роль принадлежит фотосинтезу. В динамике изменения основных показателей фотосинтетической деятельности прослеживается следующее: в начальные периоды развития площадь листьев была незначительной, на вариантах опыта А1 она составила 1,2…1,5 тыс.м²/га, продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - 1,58…1,78 г/м² в сутки, на вариантах опыта А2 площадь листьев составила 0,8…1,2 тыс.м²/га, продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - 4,29…5,37 г/м² в сутки.

Таблица 1. - Показатели продуктивности горчицы Сарептской в рисовых чеках, 2007-2010 гг.

В фазу «бутонизация-цветение» эти показатели достигали максимальных значений: площадь листьев на варианте А1 - 16,9…28,2 тыс.м²/га, на варианте А2 - 14,5…24,9 тыс.м²/га; ЧПФ на варианте А1 - 5,08…7,0 г/м² в сутки, на варианте А2 - 3,89…5,97 г/м² в сутки (рис.1).

Рис. 1. Продуктивность фотосинтеза горчицы сарептской при посеве по мерзлоталой почве (А1) ранневесеннем посеве (А2) в зависимости от нормы высева (В) и уровня минерального питания (С), среднее за 2007…2009 гг.

При посеве по мерзлоталой почве наибольшая урожайность семян горчицы 1,63-1,81 т/га формируется при фотосинтетическом потенциале (ФП) 1513 тыс. м²дней/га и чистой продуктивности фотосинтеза посева 4,26-4,57 г/м² в сутки. При этом в среднем накапливается 6,50 - 7,23 т/га сухого вещества при продолжительности периода вегетации 102-112 суток. Высота растений достигала около 1,35 м при плотности расположения растений не менее 64 шт/м², что обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой N₁₁₀Р₈₀ и высевом семян нормой 2,4 млн.шт.сем./га.

Наибольшая урожайность семян горчицы 1,24-1,48 т/га при ранневесеннем посеве обеспечивается при формировании ФП не менее 1100 тыс.м²дней/га и чистой продуктивности фотосинтеза посева 4,29-4,56 г/м² в сут. Это позволяет посевам накапливать в среднем 5,02-5,98 т/га сухого вещества в течение вегетационного периода продолжительностью 83-98 суток. При этом высота растений достигала около 1,08 м при плотности растений не менее 64 шт/м², что обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой N₇₀Р₅₀ и высевом семян нормой 2,4 млн.шт.сем./га (табл.1).

Содержание масла в семенах горчицы при посеве по мерзлоталой почве не превышало 40,71-42,31%. При ранневесеннем сроке посева горчицы масличность семян была несколько выше - 40,95-42,92%.

Крупность семян является сортовым признаком, но она также в значительной степени изменяется в зависимости от изучаемых факторов. С увеличением дозы внесения минеральных удобрений масса 1000 семян увеличивалась, а с увеличением нормы высева - уменьшалась. Так, при высеве по мерзлоталой почве 1,7 млн. шт. сем./га с повышением дозы внесения минеральных удобрений масса 1000 семян увеличивалась с 2,54 до 2,62 г, при ранневесеннем посеве - с 2,81 до 2,86 г. (табл.2). При посеве горчицы нормой 2,4 млн. шт. сем./га масса 1000 семян увеличивалась на участке варианта А1 с 2,42 до 2,58 г, а на варианте А2 с 2,76 до 2,80 г. При максимальной норме высева 3,1 млн. шт. сем./га эти показатели изменялись соответственно с 2,22 до 2,49 г. (вариант А1) и с 2,69 до 2,77 г. (вариант А2).

Установлено, что количество семян в стручке с повышением уровня минерального питания увеличивалось, при увеличении нормы высева уменьшалось. Так, при посеве на участках варианта А1 нормой 1,7 млн. шт. сем./га, количество семян в стручке было самым высоким и составляло 11,0-12,3 шт., увеличиваясь с повышением дозы внесения минеральных удобрений, на участке варианта А2 эти значения изменялись с 12,2 до 13,1 шт. При посеве нормой 2,4 млн. шт. сем./га, по мерзлоталой почве этот показатель изменялся от 10,7 до 12,0 шт., при ранневесеннем посеве - от 12,1 до 12,9 шт. На участках, где посев проводили максимальной в опыте нормой 3,1 млн. шт. сем./га, количество семян в стручке увеличивалось с повышением уровня минерального питания с 10,6 до 11,7 шт. на участках варианта А1 и с 11,9 до 12,7 шт. на участках варианта А2 (табл.2).

Наибольшее количество боковых ветвей, заложившихся цветков и плодов на растении формировалось на разреженных посевах с нормой высева 1,7 млн. шт.сем./га. Увеличение нормы высева до 3,1 млн. шт. сем./га приводило к снижению данных показателей.

Таблица 2. - Структура урожая растений горчицы, среднее за 2007…2009 гг.

Статистический анализ экспериментального материала показал наличие существенной корреляционной связи между управляемыми в опыте факторами (срок посева, уровень минерального питания и плотность посева) и формируемой урожайностью семян горчицы сарептской.

Получено уравнение математической регрессии для описания зависимости урожайности от нормы высева и уровня минерального питания при посеве по мерзлоталой почве (рис.2): z=0,35+(-29,51)/x+1,26•y+320,03/x²+(-0,23)•y²+(-3,39)•y/x, где z - урожайность, т/га; x - норма высева, млн. шт. сем/га; y - доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га. Зависимость урожайности горчицы от нормы высева и уровня минерального питания при ранневесеннем посеве представлена следующим выражением (рис.3): z=(-0,76)+0,02•x+1,03•y+(-9,69)•x²+(-0,19)•y²+(-0,001)•x•y, где z - урожайность, т/га; x - норма высева, млн. шт. сем./га; y - доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га.

Рис. 2. - Урожайность горчицы сарептской в зависимости от срока посева, нормы высева и уровня минерального питания (посев по мерзлоталой почве)

Рис. 3. - Урожайность горчицы сарептской в зависимости от срока посева, нормы высева и уровня минерального питания (ранневесенний посев)

Исследование зависимостей позволяет сделать вывод о ее высокой прогностической надежности. Коэффициент для полученных зависимостей составляет 0,89-0,92, а все компоненты уравнений существенны на 5%-ном уровне значимости. Уравнения могут быть использованы для оптимизации нормы высева и режима минерального питания горчицы сарептской при возделывании в рисовых чеках по мерзлоталой почве и в ранневесенних посевах.

В четвертой главе «Формирование водного режима почвы в рисовых чеках при возделывании горчицы как сопутствующей культуры севооборота» приведены результаты исследований по вопросам водопотребления и формирования водного режима почвы при возделывании горчицы в рисовых чеках, дана оценка эффективности использования остаточной после риса влаги на формирование урожая семян горчицы.

В наших исследованиях формирование суммарного водопотребления горчицы при посеве по мерзлоталой почве в 2007 году отмечено на уровне 2690-3110 м³/га, в 2008 году - 3050-3430 м³/га, в 2009 году - 2540-2840 м³/га (рис.5), а при ранневесеннем посеве в 2007 году на уровне 2110-2370 м³/га, в 2008 году - 2680-2820 м³/га, в 2009 году - 2330-2650 м³/га.

При внесении наименьшей в опыте дозы минеральных удобрений значения среднесуточного водопотребления изменялись от 25,3 до 26,7 м³/га при посеве по мерзлоталой почве и от 23,3 до 24,5 м³/га при ранневесеннем посеве. Повышение доз внесения минеральных удобрений до N₇₀P₅₀ увеличивало значение среднесуточного водопотребления на участке варианта А1 от 26,5 до 28,3 м³/га, а на участке А2 от 23,9 до 25,5 м³/га.

При внесении минеральных удобрений дозой N₁₁₀P₈₀, рассчитанной на формирование планируемой урожайности семян 2,0 т/га, значения среднесуточного водопотребления составили 27,2 - 28,7 м³/га (вариант А1) и 25,5 - 27,3 м³/га (вариант А2). С увеличением плотности посева значения среднесуточного водопотребления возрастали по всем вариантам опыта (табл.3).

В период закладки опытов уровень грунтовых вод находился на глубине 1,65…1,78 м. Минерализация грунтовых вод варьировала по годам исследований и в течение вегетационного периода горчицы с 2,378 до 6,410 г/л. Химизм засоления хлоридно- сульфатно-натриево - кальциевый (табл.4).

Так, весной 2008 года в момент закладки полевых опытов минерализация грунтовой воды была 6,410 г/л при ее уровне 1,78 м. Понижение уровня стояния грунтовых вод и колебания их минерализации связано с тем, что оросительные нормы риса в 2008 году уменьшились с 22…25 тыс.м³/га до 18…20 тыс.м³/га.

Таблица 3. - Показатели водопотребления и эффективность использования остаточной после риса влаги посевами горчицы

С уменьшение притока поливной воды уровень грунтовых вод находится на глубине расположения соленосного горизонта, что в свою очередь вызывает понижение общего горизонта грунтовых вод и повышение их минерализации.

Таблица 4. - Химический состав грунтовой воды «Харада» Октябрьского района Калмыкии

В 2009 и 2010 годах оросительные нормы риса составляли 23,54 тыс.м³/га и 24,2 тыс.м³/га соответственно, в связи с этим происходило промывание верхнего слоя почвы (1,0…1,7 м) с выносом водно-растворимых солей в нижележащие горизонты, при этом наблюдалось смыкание грунтовых вод с поливной и образование опресненной верховодки.

При размещении посевов суходольных культур после риса грунтовые воды не успевают оказать существенного отрицательного влияния на изменение солевого режима почвы (табл. 5).

Содержание легкорастворимых солей весной на период закладки полевых опытов в метровом слое почвы варьировало по годам исследований от 0,097 до 0,110 %, а в слое 0…0,4 м от 0,099 до 0,105%. Согласно классификации Е.И. Панковой (1977) почвы относятся к незасоленным, так как после возделывания риса происходит промывание почвенной толщи.

Эффективность использования водных ресурсов на формирование хозяйственно-ценной части урожая, определяемая величиной коэффициента водопотребления, по годам исследований изменяется в широких пределах (от 1787 до 2789 м³/га при посеве по мерзлоталой почве и от 1815 до 2562 м³/га при ранневесеннем посеве).

Таблица 5. - Изменение содержания водно-растворимых солей в почве при возделывании горчицы сарептской в рисовом севообороте, %

Наиболее эффективно на формирование урожая при посеве по мерзлоталой почве водные ресурсы использовались при высеве семян нормой 2,4 млн.шт./га и дозой внесения минеральных удобрений N₁₁₀P₈₀, коэффициент водопотребления изменялся в пределах от 1706 до 1895 м³/га. При ранневесеннем посеве наиболее эффективное использование водных ресурсов (коэффициент водопотребления по годам исследований изменялся от 1585 до 1976 м³/га) при посеве нормой 2,4 млн.шт.семян и дозой внесения минеральных удобрений N₇₀P₅₀.

Статистический анализ экспериментального материала показал наличие существенной корреляционной связи между управляемыми в опыте факторами (срок посева, уровень минерального питания и плотность посева) и коэффициентом водопотребления горчицы .

Получено уравнение математической регрессии для описания зависимости коэффициента водопотребления от нормы высева и уровня минерального питания при посеве по мерзлоталой почве (рис. 4): z=5394,38+(-31,01)·x+(-1685,28)·y+0,18·x²+370,07·y²+(-1,63)·x·y, где z - коэффициент водопотребления, м³/т; x - норма высева, млн. шт.семян/га; y - доза минерального питания, кг.д.в./га.

Исследованиями установлена зависимость коэффициента водопотребления горчицы (z, м³/т) от нормы высева (х, млн. шт. сем./га) и уровня минерального питания (y, кг д.в./га) при ранневесеннем сроке посева горчицы (рис. 5). Нами получено уравнение математической регрессии для описания зависимости коэффициента водопотребления от нормы высева и уровня минерального питания при ранневесеннем посеве: z=5325,78+(-31,42)·x+(-1735,42)·y+0,16·x²+333,33·y²+0,98·x·y, где z - коэффициент водопотребления, м³/т; x - норма высева, млн. шт.семян/га; y - доза минерального питания, кг.д.в./га.

Рис. 4. График зависимости коэффициента водопотребления от срока посева, нормы высева и уровня минерального питания (посев по мерзлоталой почве).

Рис. 5. График зависимости коэффициента водопотребления от срока посева, нормы высева и уровня минерального питания (ранневесенний посев).

Исследование зависимостей показывает высокую прогностическую надежность. Коэффициент множественной детерминации для полученных зависимостей составляет 0,87-0,91, а все компоненты уравнений существенны на 5%-ном уровне значимости.

В пятой главе «Экономическая эффективность получения планируемых урожаев семян горчицы в зависимости от сроков посева, нормы высева и доз внесения минеральных удобрений» рассмотрены рекомендуемые технологические приемы возделывания горчицы в рисовых чеках при разных сроках посева, приведены расчеты, характеризующие инвестиционную привлекательность производства горчицы при разных сочетаниях регулируемых в опыте факторов. Расчеты показали, что экономически целесообразно высевать горчицу по мерзлоталой почве нормой 2,4 млн. шт. сем./га в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N₇₀P₅₀, что обеспечивает получение чистого дисконтированного дохода на уровне 21892 руб./га при индексе доходности 1,95.

При ранневесеннем сроке посева семян горчицы в зависимости от возможностей хозяйств разных форм собственности экономически оправдано внесение удобрений на уровне N₇₀P₅₀. В этом случае норма высева не должна превышать 2,4 млн. шт. сем./га., что обеспечивает получение чистого дохода 11962 руб/га при индексе доходности 1,42. Увеличение нормы высева семян горчицы до 3,1 млн. шт./га обеспечивает статистически достоверную прибавку урожая и получение чистого дисконтированного дохода до 9954 руб./га.

ВЫВОДЫ

1. Горчица сарептская является перспективной сопутствующей культурой рисового севооборота. В агроклиматических условиях Республики Калмыкия с высокой тепло- и низкой влагообеспеченностью, часто повторяющейся засухой и суховеями использование остаточных после уборки риса запасов влаги позволяет эффективно возделывать горчицу при устойчивом формировании урожайности семян до 2,0 т/га.

2. Формирование оптимальной густоты посевов обеспечивает реализацию потенциала продуктивности горчицы в рисовых чеках, наибольший урожай маслосемян горчицы формируется при высеве семян по мерзлоталой почве нормой 2,4 млн. шт./га на фоне внесения минеральных удобрений дозой N₁₁₀P₈₀.

3. Возделывание горчицы в рисовых чеках угнетающе действует на сорняки, подавляя их и не давая образовывать семена. Самая низкая засоренность посевов горчицы отмечалась в засушливом 2007 году, которая была ниже в 1,7-1,9 раза по сравнению с другими годами. При возделывании горчицы по мерзлоталой почве количество сорняков уменьшалось до 1-6 шт/м², что на 9-14 шт/м² меньше по сравнению с ранневесеннем сроком посева. Загущение посевов до 3,1 млн. всхожих семян/га снижало засоренность посевов горчицы на 17-26%.

4. Основной частью потребляемых посевами горчицы водных ресурсов являются остаточные после уборки риса запасы влаги в почве. Доля использования почвенных запасов влаги в структуре суммарного водопотребления составляет при посеве горчицы по мерзлоталой почве 37,6-64,2%, при ранневесеннем посеве 36,8-55,5%.

5. Установлены зависимости коэффициента водопотребления горчицы от нормы высева семян и уровня минерального питания при посеве по мерзлоталой почве и ранневесеннем посеве. Коэффициент множественной детерминации подученных зависимостей составляет 0,89-0,92, а все компоненты уравнений существенны при 5%-ном уровне значимости.

6. Наибольшая урожайность семян горчицы при посеве по мерзлоталой почве - 1,63-1,81 т/га обеспечивается при формировании не менее 1513 тыс.м²дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посева 4,26-4,57 г/м² в сут., которые позволяют посевам накапливать 6,54-7,23 т/га сухого вещества в сут. в течении вегетационного периода продолжительностью 102-112 суток. При этом высота растений достигала около 1,35 м при плотности расположения не менее 64 шт/м² и обеспечивалось формирование не менее 102 стручков на 1 растении.

7. При ранневесеннем посеве семян горчицы нормой 2,4 млн. шт./га повышение уровня минерального питания с N₃₀P₂₀ до N₇₀P₅₀ сопровождается увеличением продуктивности фотосинтеза на 13,3%, ростом фотосинтетического потенциала до 22,8% и увеличением динамики накопления органического вещества на 39,2%.

8. Экономически целесообразно возделывание горчицы сарептской в рисовых чеках посевом по мерзлоталой почве нормой высева семян 2,4 млн. шт./га с внесением минеральных удобрений дозами N₇₀P₅₀, Такое сочетание факторов обеспечивает максимальный, 1,95, индекс доходности затрат, внутренняя норма доходности потенциальных проектов составляет 117,9% и чистый дисконтированный доход с 1 га - 21892 руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для эффективного использования остаточной влаги в почве после уборки риса, сохранения и улучшения плодородия почвы в структуру рисовых севооборотов следует предусматривать включение горчицы сарептской.

2. Экономически целесообразно планировать получение урожайности семян горчицы в рисовых чеках на уровне 2,0 т/га с соблюдением следующих агротехнических приемов:

· для посева использовать сорт горчицы сарептской «Ракета»;

· семена высевать нормой 2,4 млн. шт./га на фоне внесения минеральных удобрений дозой N₁₁₀P₈₀;

· оптимальный срок посева семян по мерзлоталой почве II-III декада марта; проведение ранневесеннего посева - I-II декада апреля.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Бородычев В.В. Водный режим и продуктивность горчицы сарептской в рисовых чеках / В.В.Бородычев, С.Б.Адьяев, А.В.Левина // Плодородие. - 2011. - №1. - С.11-13 (п.л. - 0,16, авторских - 0,06).

2. Бородычев В.В. Возделывание ярового рыжика и горчицы в рисовых чеках / В.В.Бородычев, С.Б.Адьяев, А.В.Левина, Е.А.Дубина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - №1. - С.9-17 (п.л. - 0,50, авторских - 0,15).

3. Бородычев В.В. Эколого-энергетическая эффективность рисовых агроландшафтов Сарпинской низменности / В.В.Бородычев, Э.Б.Дедова, Е.Н.Очирова, А.В.Левина // Плодородие. - 2011. - №2. - С.21-23 (п.л. - 0,2, авторских - 0,05).

- в научных трудах, материалах конференций и периодической печати

5. Левина А.В. Особенности возделывания горчицы на семена в рисовых чеках / А.В.Левина // «Вопросы мелиорации», ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2010. - №5-6. - С.33-37 (п.л. - 0,3, авторских - 0,3).

6. Бородычев В.В. Возделывание горчицы в рисовых чеках Калмыкии / В.В.Бородычев, С.Б.Адьяев, А.В.Левина // Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки: материалы науч.-практ. конф. Дагестанская ГСХА - Махачкала, 2010. - С.263-266 (п.л. - 0,25, авторских - 0,1).

Размещено на Allbest.ru